《电容位移》word版

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1、本科生毕业论文论文题目：数字式电容位移传感器的研究与设计学院：电子工程年级：专业：姓名：学号：指导教师：2011年5月7日50摘要由于具有结构简单、动态特性好、能实现非接触式测量等优点，电容位移传感器广泛应用于超精密加工、高精度定位、超精密测量等领域。现有电容位移传感器普遍采用测头与测量电路分立式设计，信号传输电缆的寄生电容等分布参数对传感器的分辨力、稳定性等性能影响显著，因此信号传输距离受到严重限制。如何保证电容模拟信号传输的稳定性以及减少漂移，就成了影响电容传感器性能的关键。为了完成对电容量的测量，本文设计了一个脉冲宽度调制电路，将电容量的变化转化为不同宽度的脉冲，然后用单片机的定时

2、器功能检测出来并通过数码管显示出来。再运用PROTEL99SE将设计的电路制成电路板。关键字电容；传感器；数字式；脉冲宽度调制；Protel99SE50AbstractWiththeadvantagesofsimplestructure,dynamiccharacteristicsandnon-contactmeasurement,capacitancedisplacementsensorhasbeenwidelyusedinthedomainsofprecisionmachining,highprecisionorientationandultraprecisionmeasuremen

3、t.Themeasuringcircuitofcapacitancedisplacementsensoriscommonlysetoutoftheprobe.Sotheparasiticcapacitanceofthecableinfluencestheresolutionandstabilityofthesensor.Thesignaltransmissiondistanceisseverelyrestricted.Therebyhowtoensurethestabilityofanalogsignalstransmissionandhowtoreducethezerodrift,ha

4、sbecomethekeywhichinfluencestheperformanceofthecapacitancesensor.Tocompletethemeasurementofelectricalcapacity,thepaperdesignsapulsewidthmodulationcircuitthatchangesthecapacitanceintoadifferentpulsewidthwhichcanbedetectedbyMCUtimerfunctionsanddisplayedthroughdigitaltube.ThenusingPROTEL99SEmakesthe

5、designoftheprintedcircuitboard.KeywordsCapacitance;sensor;Digital;Pulsewidthmodulation;Protel99SE50目录摘要IAbstractII前言1第1章数字式电容式位移测量仪的原理介绍21.1电容传感器的原理21.1.1变极距型电容传感器31.1.2变面积型电容传感器41.1.3电容式角位移传感器41.1.4变介电常数型电容式传感器51.2电容位移传感器测量方法对比61.2.1运算放大器式电路71.2.2差动脉冲调宽电路81.2.3调频电路101.2.4二极管双T型电路101.2.5AC桥路式测量电路

6、111.3电容式传感器的特点及发展趋势121.3.1电容传感器的特点121.3.2电容式传感器的发展方向14第2章数字式电容式位移测量仪的电路设计152.1测量电路的设计152.1.1单片机最小系统152.1.2stc89c51引脚功能介绍162.1.3电平转换电路182.1.4按键及电源接口电路的设计192.2电容传感器的电路设计202.2.1检测电路的设计202.2.2555定时器的介绍232.3显示电路的设计242.3.1CD4511介绍252.4单片机软件设计26第三章PROTEL99SE制作电路板303.1PROTEL99SE303.1.1PROTEL99SE简介303.1.2

7、Protel99SE软件的一些使用方法303.1.3PROTEL99SE软件的发展323.1.4PROTEL99SE软件特色323.2实际操作生成原理图333.2.1新建原理图设计文件333.2.2ERC检测及元件清单生成34503.3制作PCB图353.3.1生成网络表353.3.2网络表与元件的装入363.4实际电路调试38结论39参考文献40致谢4250数字式电容位移传感器的研究与设计前言位移传感器又称为线性传感器，它分为电感